Способ прокатки труб диаметром от 273 до 426 мм на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами из углеродистых и низколегированных марок стали с повышенными требованиями к ударной вязкости


 


Владельцы патента RU 2523396:

Открытое акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (RU)

Изобретение относится к трубопрокатному производству. Способ включает нагрев заготовок до температуры пластичности, прошивку в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы, прокатку гильз на пилигримовом стане в трубы, калибровку труб в калибровочном стане и охлаждение на воздухе. Заготовки выполнены из стали микролегированной ванадием от 0,02 до 0,07% и ниобием от 0,01 до 0,03% или титаном от 0,01 до 0,03% и алюминием от 0,02 до 0,05%. Прокатку труб производят с величиной подачи гильзы в очаг деформации от 15 до 20 мм для труб с толщиной стенки от 10 до 15 мм и от 20 до 25 мм для труб с толщиной стенки от 15 до 20 мм. Обеспечивается увеличение ударной вязкости металла труб после прокатки на пилигримовом стане и снижает энергозатраты на их производство.1 табл.

 

Изобретение направлено на совершенствование технологии прокатки котельных и газлифтных труб из углеродистых, низколегированных марок стали, в том числе микролегированных, и может быть использовано на трубопрокатных установках с пилигримовым станом для повышения ударной вязкости металла труб.

Известен способ прокатки труб, требующих повышения ударной вязкости из углеродистых и низколегированных сталей, заключающийся в том, что трубы, прокатанные на пилигримовом стане, подвергают нормализации в проходных роликовых печах в технологическом потоке без проведения предварительных экспериментальных работ. Трубы нагревают до заданной температуры при скорости ее перемещения в печи, равной: V=0,03 λL/cρS(D-S)ТПН//ТКН, где: L - длина печи, м; λ - теплопроводность, ккал/(м.ч. град); c - теплоемкость, ккал/(кг. град); ρ - плотность, кг/м3; S - толщина стенки трубы, м; D - диаметр трубы, м; ТП - максимальная температура в печи, °C; ТН - начальная температура трубы перед печью, °C; ТК - заданная температура нагрева, °C; V - скорость перемещения трубы в печи, м/мин. При этом две последние зоны печи имеют температуру, равную заданной температуре нагрева трубы (патент РФ №2242522, М. Кл. C21D 1/26, C21D 9/08, F27B 9/28, опубл. 20.12.2004 г.).

Недостатком данного способа является то, что требуются дополнительные затраты на проведение нормализации в проходных роликовых печах.

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ производства котельных труб из непрерывно-литой заготовки, включающий нагрев заготовки, прошивку, раскатку на пилигримовом стане с предварительным охлаждением гильзы до температуры от 960 до 1050°C, при этом суммарная вытяжка на станах составляет ≥8 (патент РФ №2288058, М., Кл. B21B 21/00, B21B 19/00, опубл. 27.11.2006 г.).

Недостатком данного способа являются повышенные нагрузки на оборудование и высокая вероятность образования дефектов на поверхности труб из-за низкой температуры прокатки на пилигримовом стане.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа прокатки котельных, газлифтных труб из углеродистых и низколегированных марок стали, в том числе микролегированных, который не требует установки в линию пилигримового стана дополнительного оборудования, позволяет вести прокатку при температурах технологической пластичности, обеспечивает получение после прокатки механических свойств, близких к свойствам металла, прошедшего нормализацию. Данный эффект достигается прокаткой на пилигримовом стане при определенной величине подачи гильзы в очаг деформации и использованием стали микролегированной ванадием (0,02 до 0,07%) и ниобием (от 0,01 до 0,03%) или титаном (от 0,01 до 0,03%) и алюминием (от 0,02 до 0,05%). Известно, что деформация в пилигримовом стане имеет дробный характер. Объем металла, подаваемый в стан за один цикл работы, деформируется в сечение готового размера за несколько этапов деформации. Между этапами деформации проходит пауза, во время которой протекает рекристаллизация, что измельчает зерно аустенита, тем самым увеличивая ударную вязкость металла. Задавая величину подачи гильзы в пилигримовый стан можно одновременно изменять количество этапов деформации, величину деформации на каждом из этапов деформации и режим охлаждения металла во время прокатки, тем самым добиваясь различной степени измельчения зерна аустенита при прокатке. Использование микролегированной стали позволяет предотвратить рост зерна во время охлаждения после прокатки на пилигримовом стане. За счет выбора величины подачи гильзы в очаг деформации пилигримового стана обеспечивается прокатка с дробностью деформации, наиболее благоприятной для формирования наиболее мелкодисперсной микроструктуры стали, и тем самым обеспечивается повышение ударной вязкости металла труб после прокатки на пилигримовом стане.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известных тем, что прокатку труб на пилигримовом стане производят с величиной подачи гильзы в очаг деформации от 15 до 20 мм для труб с толщиной стенки от 10 до 15 мм и от 20 до 25 мм для труб с толщиной стенки от 15 до 20 мм. Деформация в пилигримовом стане осуществляется с использованием наиболее благоприятного режима деформации, который задается величиной подачи гильзы и применением стали наиболее благоприятного химического состава. В данном случае не требуется снижение температуры гильзы перед пилигримовым станом и не требуется проведение нормализации после прокатки. Таким образом, эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».

Сравнение заявленного способа не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, не позволило выявить в них признаки, отличающие заявленное решение от прототипа, что соответствует патентоспособности «изобретательский уровень».

В целом реализация заявляемого способа требует уменьшения величины подачи по сравнению с применяемыми в настоящий момент, что позволяет говорить о возможности его реализации. Предлагаемый способ был реализован на ТПУ 8-16″ с пилигримовым станом ОАО «Челябинский трубопрокатный завод». Опытные прокатки труб из стали марки 09Г2С микролегированной Ti и Al показали увеличение ударной вязкости металла труб, прокатанных с величиной подачи гильзы, уменьшенной на величину от 5 до 10 мм по сравнению с действующей технологией (см. таблицу).

Таблица
Результаты прокатки труб 273×10 мм из стали марки 09Г2С
Вариант технологии Средняя величина ударной вязкости, МДж/м2
KCU KCU KCV
-40°C -60°C -60°C
Требуемые значения ударной вязкости не менее 0,3
Действующая технология 2,2 0,3 0,15
Прокатка с изменением величины подачи 2,6 2,2 0,15
Прокатка с изменением величины подачи и использование стали микролегированой 0,02% Ti и 0,035% Al 2,6 2,2 0,75

Использование предлагаемого способа прокатки позволяет одновременно с повышением величины ударной вязкости металла труб снизить энергозатраты на их обработку без увеличения вероятности образования дефектов поверхности.

Способ прокатки на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами труб диаметром от 273 до 426 мм с толщиной стенки от 10 до 20 мм с повышенными требованиями к ударной вязкости, включающий нагрев заготовок из стали микролегированной ванадием от 0,02 до 0,07% и ниобием от 0,01 до 0,03% или титаном от 0,01 до 0,03% и алюминием от 0,02 до 0,05% до температуры пластичности, прошивку в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы, прокатку гильз на пилигримовом стане в трубы, калибровку труб в калибровочном стане и охлаждение на воздухе, отличающийся тем, что прокатку труб на пилигримовом стане производят с величиной подачи гильзы в очаг деформации от 15 до 20 мм для труб с толщиной стенки от 10 до 15 мм и от 20 до 25 мм для труб с толщиной стенки от 15 до 20 мм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к изготовлению составных дорнов пилигримовых станов. Сплошные сердечники дорнов изготавливают из отбракованных сплошных дорнов путем их переточки с выполнением головной - замковой части, рабочей части и направляющей части.

Изобретение относится к металлургии. Способ включает отливку полых слитков ЭШП из стали марки 10ГН2МФА размером 535×вн.250×3100+100 мм, анодно-механическую резку слитков на две равные по длине заготовки-обечайки, обточку заготовок-обечаек на диаметр 520±1,0 мм, расточку по внутреннему диаметру на конус, меньший диаметр которого составляют 257±1,0 мм, а больший 265±1,0 мм.

Изобретение относится к трубопрокатному производству и может быть использовано при производстве передельных труб большого и среднего диаметров из слитков и заготовок сплавов на основе титана.

Изобретение относится к трубопрокатному производству и может быть использовано при изготовлении составных дорнов пилигримовых станов. Сплошные сердечники изготавливают из непрерывно-литых заготовок или сортового проката из углеродистых марок стали.

Изобретение относится к трубопрокатному производству и может быть использовано при производстве бесшовных горячекатаных труб из сталей марок 15Х1М1Ф и 10Х9МФБ-Ш для трубопроводов промежуточного перегрева пара котельных установок.

Изобретение предназначено для снижения расходного коэффициента металла без снижения производительности трубопрокатной установки при производстве бесшовных горячекатаных труб диаметром от 273 до 630 мм с толщиной стенки от 8 до 90 мм на трубопрокатной установке 8-16" с пилигримовыми станами.

Изобретение предназначено для повышения стойкости валков, снижения технологических отходов в виде удаляемых затравочных концов, повышения срока службы полумуфт, шпинделей и шестеренной клети при производстве бесшовных горячекатаных труб диаметром от 245 до 630 мм на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами.

Способ включает изготовление рубашек из слитков ЭШП стали марки 10ГН2МФА, изготовление цилиндрических втулок из слитков ЭШП стали марки 08X18Н10Т и изготовление торцевых колец из непрерывнолитых заготовок углеродистых марок сталей.

Изобретение относится к трубному производству, в частности к способу производства передельных труб размером 290×12 мм. Способ включает отливку слитков электрошлаковым переплавом, обточку слитков по наружной поверхности до удаления дефектов литейного происхождения в слитки-заготовки, сверление сквозного центрального отверстия диаметром 100±5,0 мм, нагрев слитков-заготовок до температуры пластичности, прошивку слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы, прокатку гильз на пилигримовом стане с подкладными углеродистыми кольцами размером 480хвн.295×250-300 мм в передельные трубы-плети с вытяжкой и обжатием по диаметру, отрезку пилой горячей резки технологических отходов в виде пилигримовых головок и затравочных концов, порезку труб-плетей на две трубы равной длины, правку труб на шестивалковой правильной машине и переработку в товарные шестигранные трубы-заготовки размером 257+2,0/-3,0×6,0+2,0/-1,0×4300+80/-30 мм.

Изобретение относится к трубопрокатному производству. Непрерывно-литые заготовки (НЛЗ) диаметром 430 мм нагревают до температуры пластичности.
Изобретение предназначено для сокращения потерь на перевалки, вызванные необходимостью замены оправок в станах холодной периодической прокатки труб из высокопрочных марок стали. Оправка содержит хвостовик и рабочий участок с уменьшающимся от хвостовика поперечным сечением. Увеличение стойкости оправки обеспечивается за счет того, что она изготовлена из стали марок, обладающих большей прокаливаемостью по сравнению со сталями ШХ15 и 50ХФА, при этом закаленный слой на поверхности оправки имеет глубину не менее одной трети размера ее поперечного сечения.
Изобретение относится к производству труб для добычи газа и газового конденсата в сероводородсодержащих средах. Методом ЭШП выплавляют полые слитки размером 470×110×2700 или 430×105×2700 мм, которые обтачивают и растачивают в полые слитки-заготовки размером соответственно 460×100×2700 и 420×95×2700 мм. Слитки-заготовки нагревают до температуры пластичности и прокатывают на пилигримовом стане на конусных дорнах в передельные горячекатаные трубы. Передельные горячекатаные трубы обтачивают, растачивают и прокатывают на стане ХПТ в товарные насосно-компрессорные трубы размером 114,3×6,88×9000-10700 мм. Использование полых слитков ЭШП позволяет снизить расход металла. Улучшение качества труб обеспечивается за счет снижения относительных обжатий по стенке. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение предназначено для снижения себестоимости передельных труб из сплавов на железно-никелевой и никелевой основах. Снижение расходного коэффициента металла при производстве труб, повышение их эксплуатационных качеств обеспечивается за счет того, что производят отливку полых слитков - заготовок электрошлакового переплава, нагрев их до температуры пластичности и прокатку на пилигримовых станах на конусных дорнах с углом наклона образующей к оси дорна α=2,7- 3,1 минуты, в валках, имеющих по длине окружности ручей с редуцирующим, обжимным и полирующим участками, участком угла продольного выпуска и холостым участком, образующими калибр, полирующий участок которого выполнен с тангенциальными выпусками с углами 25-28° или овальным, центральные части которого ограничены радиусами, равными 1,10-1,12 радиуса горячекатаной трубы. Слитки-заготовки электрошлакового переплава отливают разных размеров с отношением их диаметра к толщине стенки от 4,4 до 6,0, а прокатку труб на пилигримовых станах производят с вытяжками µ от 1,6 до 6,2, большие значения которых относятся к трубам меньшего диаметра. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к производству передельных труб размером 426×34×10500±250 мм из титанового сплава Gr 29. Слитки отливают в вакуумно-дуговых печах, подвергают их ковке и обточке в заготовки. В заготовке сверлят центральное отверстие, шоопируют Аl2О3, нагревают в методических печах до температуры 1150-1180°C со скоростью 2,8-3,2°C в мин с кантовкой через 18-20 мин на угол α=(190±10)°, выдерживают при температуре пластичности на 4-3 окнах первой зоны печи в течение 25-30 мин, кантуют с 3-го окна на яму печи. Прошивают заготовку в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы и прокатывают на пилигримовом стане в передельные трубы. От труб пилой горячей резки отрезают технологические отходы и правят на шестивалковой машине в два-три прохода до кривизны не более 6 мм на длину трубы. Обеспечивается снижение количества дефектов прокатного происхождения на внутренних и наружных поверхностях передельных труб. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к трубопрокатному производству. Сплошные или полые слитки-заготовки ЭШП из легированных марок стали и сплавов нагревают до температуры пластичности и прошивают в стане поперечно-винтовой прокатки. Для прокатки полученных гильз изготавливают подкладные кольца из углеродистых марок стали с цилиндрическим и коническим участками, размеры которых рассчитывают. Гильзы и подкладные кольца нагревают. На дорн надевают дорновое кольцо, подкладное кольцо, цилиндрическим участком к дорновому кольцу, и гильзу. Полученную составную гильзу прокатывают в передельную трубу с полным выведением пилигримовой головки на углеродистый металл. Обеспечивается полная обкатка пилигримовых головок при исключении затяжки дорна в трубе и сброса трубы. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к производству труб для трубопроводов промежуточного перегрева пара котельных установок. Методом ЭШП выплавляют полые слитки размером 720×вн.560×3200±50 мм, которые растачивают и обтачивают в полые слитки-заготовки размером 700×вн.580×3200±50 мм. Слитки-заготовки нагревают до температуры пластичности и прокатывают на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами в товарные трубы в валках с диаметром бочки 1150 мм и калибром 620 мм, с вытяжками µ от 2,01 до 2,29, обжатием по диаметру 11,4%. Обеспечивается повышение точности геометрических размеров труб. Использование полых слитков ЭШП позволяет снизить расход металла. 7 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к производству труб для добычи газа и газового конденсата в сероводородсодержащих средах. Методом ЭШП выплавляют полые слитки размером 470×110×2700 или 430×105х×2700 мм, которые растачивают и обтачивают в полые слитки-заготовки размером соответственно 460×100×2700 и 420×95×2700 мм. Слитки-заготовки нагревают до температуры пластичности и прокатывают на пилигримовом стане на конусных дорнах в передельные горячекатаные трубы. Передельные горячекатаные трубы разрезают на две трубы равной длины, растачивают, обтачивают и прокатывают на стане ХПТ в товарные насосно-компрессорные трубы размером 88,9×6,45×9000-10700 мм. Использование полых слитков ЭШП позволяет снизить расход металла. Улучшение качества труб обеспечивается за счет снижения относительных обжатий по стенке. 3 з.п.ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно, к способу производства бесшовных горячекатаных длинномерных котельных труб размером 465×75 мм на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из слитков электрошлакового переплава стали марки 10Х9МФБ-Ш. Способ включает выплавку полых слитков, механическую обработку - расточку и обточку их в полые слитки-заготовки, нагрев полых слитков-заготовок до температуры пластичности, прокатку полых слитков-заготовок на пилигримовых станах в товарные трубы с выведением пилигримовых головок на подкладные углеродистые кольца, термическую обработку, травление, правку, ультразвуковой контроль и приемку труб. Обеспечивается увеличение длин труб размером 465×75 мм на 24,1%, снижение энергозатрат, за счет исключения из технологического процесса прошивки - раскатки полых слитков-заготовок в гильзы, снижение количества монтажных стыков на паропроводах и коллекторах установок и расходного коэффициента металла при переделе полый слиток-заготовка ЭШП - товарная труба. 5 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение предназначено для улучшения качества и снижения себестоимости длинномерных передельных труб из полых слитков-заготовок электрошлакового переплава труднодеформируемых марок стали 08Х10Н20Т2 и 08Х10Н16Т2. Способ производства длинномерных передельных труб размерами 265×22×13000±300 и 285×25×11750±50 мм характеризуется тем, что используют полые слитки-заготовки электрошлакового переплава размером, соответственно, 600хвн.260×2050±50 и 600хвн240.×2100±50 мм, которые гомогенизируют и нагревают в методической печи до температуры пластичности, прокатывают на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами в передельные трубы-заготовки размером 470хвн.230×3550±50 и 480хвн.240×3550±50 мм с вытяжками µ=1,71 и µ=1,66, обжатиями по диаметру Δ=21,7 и Δ=20,0%, которые с горячего посада без гомогенизации нагревают до температуры пластичности и прокатывают в товарные передельные трубы-заготовки размером 285×42×13000±300 и 305×45×11750±250 мм с вытяжками µ=4,03 и µ=3,62, обжатиями по диаметру Δ=38,3 и Δ=35,4%, с припуском под механическую обработку - обточку и расточку и производят их обточку и расточку на размер готовых труб. Способ обеспечивает возможность снижения расхода металла за счет исключения необходимости холодной прокатки с дополнительной аустенизацией. 5 з.п. ф-лы.

Способ производства передельных труб размером 289×11,5×26000-27000 и 290×12×26000-27500 мм на тпу 8-16" с пилигримовыми станами из слитков-заготовок электрошлакового переплава низкопластичных сталей марок 04х14т3р1ф-ш и 04х14т5р2ф-ш с содержанием бора от 1,3 до 3,5% для изготовления шестигранных труб-заготовок размером "под ключ" 257+2,0/-3,0×6,0+2,0/-1,0×4300+80/-30 мм для уплотненного хранения в бассейнах выдержки аэс и транспортировки отработанного ядерного топлива // 2530085
Изобретение относится к трубному производству, в частности к способу производства передельных труб размером 289×11,5×26000-27000 и 290×12×26000-27500 мм для изготовления шестигранных труб-заготовок для уплотненного хранения в бассейнах выдержки АЭС и транспортировки отработанного ядерного топлива. Способ включает отливку электрошлаковым переплавом (ЭШП) слитков размером 500×1750±50 мм, обточку в слитки-заготовки размером 485±5×1750±50 мм массой от 2205 до 2440 кг, сверление центрального отверстия диаметром 100±5 мм. Слитки-заготовки массой от 2106 до 2185 кг группируют в одну группу, а слитки-заготовки массой от 2190 до 2335 кг в другую, слитки-заготовки нагревают до температуры 1060-1090°C, прошивают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы, гильзы прокатывают в передельные трубы на дорнах, на дорн надевают подкладное углеродистое кольцо, дорн вводят в гильзу, обкатывают передний конец - затравку, гильзу с дорном возвращают в исходное положение, сводят валки, прокатывают - обкатывают передний конец. Обеспечивается производство передельных труб заданных размеров из слитков-заготовок ЭШП, повысить производительность ТПУ 8-16" и снизить расход металла. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Наверх